CN104271056B - 胸骨闭合及肋骨合拢器装置 - Google Patents

Abstract

一种胸骨闭合及肋骨合拢器装置，所述装置包括：基本为C形的轴/支架(12)，所述支架(12)包括：直线轴(12a)及分别在所述轴的任一端的一对曲线臂(12b,12c)；以及一对爪形夹钳元件(14b,14c)，每一爪形夹钳元件(14b,14c)在其末端部分附近与C形轴/支架(12)的臂耦合，所述爪形夹钳元件(14b,14c)经定位使得所述爪的凹面面对C形夹钳轴/支架的臂所确定的内部区域(16)，所述耦合借助于紧固机构而提供，使得提供围绕枢转紧固机构的爪形夹钳元件(14b,14c)的角度位移，所述爪形夹钳元件(14b,14c)经调适以朝向彼此或远离彼此进行角度位移。

Description

胸骨闭合及肋骨合拢器装置

技术领域

本发明涉及在生物医学工程中具有进一步使用的机械工程及装置的领域。

特定来说，本发明涉及生物医学设备的领域。

具体来说，本发明涉及用于在对心脏、肺部及纵隔的各种手术的正中胸骨切开术之后的胸骨的合拢及闭合的外科装置的领域。

更具体来说，本发明涉及胸骨闭合及肋骨合拢器装置。

背景技术

在脊椎动物解剖学中，胸板（sternum）或胸骨是扁平的骨头。其形状如同位于胸腔（胸部）中心的心脏前部的大写字母“T”。胸骨经由软骨连接肋骨，从而与其形成肋骨架的前部区，且因此帮助保护肺部、心脏及主要血管免受物理外伤。其上部末端支撑锁骨，且其边缘与肋骨的前七对的软骨接合

针对胸腔的许多外科手术需要正中胸骨切开术。正中胸骨切开术提供对心脏及主动脉、肺部、纵隔及胸椎的手术入路。胸骨包括胸骨柄、上缘及胸板、下缘。

正中胸骨切开术为以下类型的外科手术：其中在手术期间纵向切开胸板以进入胸腔中用于暴露心脏及肺部。在手术期间，使用牵开器将骨头的两半分开。

手术后，使用各种方法将胸板合拢及固持闭合在一起。用于胸板的重新合拢的方法包含使用细的不锈钢线、或不锈钢带、或各种胸骨闭合装置。按照惯例，使用约1-1.5 mm直径的细的不锈钢线来用于胸板的闭合。通常，外科医生使用牢固的持针器来固持针，且在左半边胸骨周围穿过线；刺穿骨头或是从外部胸骨旁进入。接着在右半边胸骨周围将线从内部穿出。切割所述针，或使用夹钳来固持切割线的两个自由端。在穿过所需要数目的线之后，检查止血。接着将线个别地交叉且将胸板固持闭合在一起。每一线的两端在彼此周围拉动穿越及扭绞在一起以便拉紧所述胸板。此程序针对所有的线进行重复。切割过多的线，且将线的小扭绞末端埋入胸骨旁组织中以避免漏在外面的尖头切穿皮肤。这些线保持永久存放且不需要移除，除非出现任何问题或除非存在第二次外科手术。

通常，坚韧的不锈钢线被广泛使用；但其具有许多缺点。在针穿过胸骨旁组织期间，线的放置常常导致从肋间血管出血。血管可被刺穿，从而导致严重出血。止血是耗时的且需要使用缝合线、外科夹钳及电灼术。此导致增加了手术房时间、外科手术团队的疲惫、缝合线及夹钳的费用的增加。使用烧灼术常常导致线的弱化及潜在地降低了对胸板的血液供给，从而导致胸骨愈合问题的增加的风险。

在止血之后，在线的拉紧期间，一些血管可能受伤而导致手术后增加引流。此需要重新探查及止血。此再次增加了额外手术的费用，增加了患者感染的风险。而且，需要额外的血液及血液制品用于止血及血流动力稳定性。其还导致增加了抗生素及血液及血液制品的费用、手术房时间及增加了外科医生的负担。

胸板在手术后在呼吸、咳嗽及瓦耳萨耳瓦氏手法（valsalva manoeuvre）期间具有作用在其上的力。此导致胸板彼此远离收缩，从而引起不锈钢线圈上的应力。细的线可切穿骨头从而导致胸骨闭合的松动。此导致胸骨不稳定性及感染的风险。此进一步导致胸骨的完全易位及具有称作胸骨裂开的感染的不稳定性。此需要进一步的外科手术、药物治疗及抗生素、延长的住院时间及增加了死亡风险。

此类并发症偶尔在老年患者或具有严重的骨质疏松症的女性患者中出现。胸骨裂开的发病率在具有II型糖尿病的患者当中也是较高的。

而且，由于胸骨线在拉紧期间或在手术后期间偶尔断开而导致胸骨不稳定性，所以断掉的线圈常常引起患者不适且从皮肤突出，因此需要第二次外科手术。

线及针是尖的，且可导致伤害外科医生或外科手术团队。线的每一切割端固持在夹钳中，且因此在手术视野中存在若干夹钳。切割端常常切穿手套，且导致伤害外科医生/外科手术团队。此意外伤害将整个外科手术团队暴露于血液传染病，包含AIDS、肝炎或类似感染或疾病或风险。

此外，使用不锈钢线常常是耗时的且增加了外科医生及外科医生团队的负担。

用于胸板闭合的其它方法是胸骨带及胸骨闭合装置。胸骨带是扁平的带且避免如在细线情况下所出现的胸骨切穿。然而，带是耗时的且难以应用，且相关联锁定机构常常也是复杂的。而且在为了紧急重新探查而重新进入期间，所述带是难以移除的且可导致伤害下层重要的器官（包含心脏）。

某些额外现有技术夹钳装置也可用于胸板的闭合。大多数这些装置具有复杂的应用方法且也是耗时的。然而，这些方法克服了基于线的胸骨闭合的缺点。

发明内容

本发明的目标：

本发明的目标是提供一种相对简单的胸骨闭合装置。

本发明的另一目标是克服基于线的胸骨闭合的缺点。

本发明的另一目标是提供单个单元胸骨闭合装置。

本发明的另一目标是提供胸骨闭合装置，其中可操纵夹钳/插入组件。

本发明的额外目标是提供一种胸骨闭合装置，其中胸板的闭合是快速及有力的，从而给定胸板的完整稳定性。

本发明的额外目标是提供一种胸骨闭合装置，其可在紧急重新探查期间容易地移除。

根据本发明，提供一种胸骨闭合及肋骨合拢器装置，所述装置包括：

基本为C形的轴/支架，所述支架包括：直线轴及分别在所述轴的任一端的一对曲线臂；以及

一对爪形夹钳元件，每一爪形夹钳元件在其末端部分附近与C形轴/支架的臂耦合，所述爪形夹钳元件经定位使得所述爪的凹面面对C形夹夹钳/支架的臂所确定的内部区域，所述耦合借助于紧固机构而提供，使得提供围绕枢转紧固机构的爪形夹钳元件的角度位移，所述爪形夹钳元件经调适以朝向彼此或远离彼此进行角度位移，其中爪形夹钳元件中的每一者的内部操作表面包括用于抓紧的脊状表面。

附图说明

现将关于附图来描述本发明，其中：

图1说明处于其开放配置的胸骨闭合装置的示意图；以及

图2说明处于其闭合配置的胸骨闭合装置的示意图。

图3说明处于其闭合配置的胸骨闭合装置的替代示意图。

图4说明处于其开放配置的胸骨闭合装置的一个实施例的示意图。

图5说明处于其开放配置的胸骨闭合装置的示意图，其中展示基本为方形的轴及爪形夹钳元件的布置。

图6说明C形轴及直线轴的等角视图的实例。

图7说明展示锁定布置的俯视图的实例。

图8说明固持器的前视图的实例。

图9说明应用于单个胸板的多个胸骨闭合装置的示范性视图。

具体实施方式

根据本发明，提供一种胸骨闭合及肋骨合拢器装置，所述装置包括：

基本为C形的轴/支架，所述支架包括：直线轴及分别在所述轴的任一端的一对曲线臂；以及

一对爪形夹钳元件，每一爪形夹钳元件在其末端部分附近与C形轴/支架的臂耦合，所述爪形夹钳元件经定位使得所述爪的凹面面对C形夹夹钳/支架的臂所确定的内部区域，所述耦合借助于紧固机构而提供，使得提供围绕枢转紧固机构的爪形夹钳元件的角度位移，所述爪形夹钳元件经调适以朝向彼此或远离彼此进行角度位移，其中爪形夹钳元件中的每一者的内部操作表面包括用于抓紧的脊状表面。

在本发明的实施例中，胸骨闭合及肋骨合拢器装置的基本为C形的轴/支架将包含所属领域的技术人员已知及显而易见的任何形状的轴/支架，其中所述轴/支架将能够适当地执行与基本为C形的轴/支架相同或类似的功能。

在本发明的实施例中，胸骨闭合及肋骨合拢器装置包括至少一个直线轴。

在本发明的实施例中，C形轴包括直线轴，其中所述C形轴与直线轴一起滑动进出或移动，彼此具有连续接触以获得可变长度。

在本发明的实施例中，爪形夹钳元件的末端部分至少包括尖端。

在本发明的实施例中，装置进一步包括附接到枢转机构以用于装置的进一步锁定或拉紧的至少一个弦。

在本发明的实施例中，本发明的装置的拉紧或放松移动通过至少一个弦来驱动，其中至少一个弦的拉紧或放松实现装置的锁定或解锁机构。

在另一实施例中，本发明提供一种组装胸骨闭合及肋骨合拢器装置的方法，所述方法包括以下步骤：

a）提供单个主体C形轴/支架，其包括至少一个直线轴及在所述轴的任一端的至少一对曲线臂，其中所述C形轴/支架及直线轴提供对整个胸骨闭合及肋骨合拢器装置的宽基座；其中C形轴/支架及一个直线轴叠缩/滑动到另一者中以便获得可变长度；

b）通过枢转紧固机构将至少一个爪形夹钳元件与至少一个曲线臂耦合，其中爪形夹钳元件的内部操作表面包括用于抓紧的表面；及其中曲线臂以至少齿状或尖的方式结束。

本发明在另一实施例中提供一种使用胸骨闭合及肋骨合拢器装置来闭合胸板的断开部分的方法，所述方法包括以下步骤：

a）定位及对准断开胸板的第一及第二对置部分以用于接合；

b）围绕胸板的各自对置部分放置胸骨闭合及肋骨合拢器装置，其中C形轴/支架连接及支撑胸板的前部部分，而一对爪形夹钳元件啮合胸板的后部表面以最大限度地提高胸骨愈合；

c）调整胸骨闭合及肋骨合拢器装置相对于断开胸板的部分的位置

d）将断开胸板固定在合拢位置；以及

e）锁定胸骨闭合及肋骨合拢器装置，其使得所述装置能够牢固地紧固断开的胸板。

在本发明的实施例中，本发明的装置的一或多个零件或组件可由任何合适的生物相容性材料制成，例如（但不限于）不锈钢、钛、铁、钴、镍、钽、锆、银、金、钴铬合金、钛合金、镍钛诺、硅橡胶、丙烯酸树脂、聚氨酯、聚丙烯、聚乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、尼龙、或超高分子量聚乙烯、聚卡普隆（poliglecaprone）、聚二氧环己酮，及陶瓷，例如矾土、氧化诰及羟磷灰石、聚乳酸、聚乙醇酸及其共聚物；聚(羟基丁酸)；聚(丙交酯-共-(ε-己內酯-))；聚(乙交酯-共-(ε-己內酯))；聚碳酸脂、聚(伪氨基酸)；聚(氨基酸)；聚(羟基烷酸酯)；聚酸酐或其任何组合。

在本发明的实施例中，本发明的装置的一或多个零件或组件可由任何合适的金属制成，例如但不限于铁、铜、铝、金、银、青铜、铂、钨、镉、锌、锡、锗、铅、镍、钽或其任何组合。

在本发明的实施例中，本发明的装置的一或多个零件或组件可涂有合适的治疗剂，例如但不限于：抗菌剂、抗生素、抗病毒剂、抗炎剂、止痛剂、止血剂、麻醉剂、类固醇、免疫调节剂、或例如骨形态发生蛋白（BMP）或骨生长促进剂等药剂或其任何组合。

在本发明的实施例中，至少一个爪形夹钳元件的内部操作表面可包括用于抓紧的任何形状的表面，例如但不限于突出物、齿状物、脊状物、尖状物、延伸物、突起或其任何组合。

在本发明的实施例中，本发明的装置可具有高的抗裂性、耐磨性、抗腐蚀性及尺寸稳定性。

在本发明的实施例中，本发明的装置的一或多个零件或组件可涂有选自以下各项组成的群组的合适涂层材料：钛及羟磷灰石（HA）、聚四氟乙烯（PTFE）、陶瓷、聚合物或其任何组合。可进行涂布以提高生物适合性、生物稳定性、耐磨性、强度及润滑性。

在本发明的实施例中，本发明的装置可见于不同类型的医学成像，例如但不限于：磁共振成像（MRI）、体层摄影、x射线、超声波或其任何组合。

在本发明的实施例中，本发明的装置具有任何合适的横截面大小或形状。

在本发明的实施例中，本发明的装置及方法可将一或多个相机安装、嵌入或连接到系统。

在本发明的实施例中，本发明的装置用于外科手术中，例如但不限于正中胸骨切开术。

在本发明的实施例中，胸骨闭合及肋骨合拢器装置在手术后保护胸板，且抵抗作用在其上的力而提供胸板的完整稳定性，所述力例如但不限于：呼吸、剧烈咳嗽、深呼吸、瓦耳萨耳瓦氏手法、物理冲击、高血压、肌肉力量、体液压力或其任何组合。

在本发明的实施例中，至少爪形夹钳元件对及至少曲臂对可经由以下弹簧连接，例如但不限于：拉伸/延伸弹簧、压缩弹簧、扭转弹簧、恒力弹簧、可变弹簧、圈状弹簧、平板弹簧、机械加工弹簧、悬臂弹簧、圈状弹簧或螺旋弹簧、压缩弹簧、锥形弹簧、拉伸或延伸弹簧、细弹簧或平衡弹簧、叶片弹簧、v形弹簧、蝶形垫圈或蝶形弹簧、等拉力弹簧、气压弹簧、理想弹簧、主弹簧、负弹簧、刚度递增圈状弹簧、橡皮带、弹簧垫圈、扭转弹簧、波形弹簧或其任何组合。

在本发明的实施例中，本发明的装置及方法可用以治疗骨折，例如但不限于闭合性（简单）骨折、开放性（复合）骨折、完全骨折、不完全骨折、线性骨折、横行骨折、斜形骨折、螺旋形骨折、粉碎性骨折、嵌入性骨折、撕裂性骨折或其任何组合。

在本发明的实施例中，本发明的装置可经调整以沿着胸骨的表面配合于三角区及腔中。

在本发明的实施例中，至少一个固持器可用以固持或紧固本发明的装置。

在本发明的实施例中，根据本发明的一或多个装置可耦合在一起且可通过使用至少一个固持器而同时紧固。

在本发明的实施例中，本发明的装置可包括至少一个断点。断点允许容易且快速的拆卸装置的组件。

在本发明的实施例中，根据本发明的一或多个装置可用于单个胸板，其中所述胸骨闭合装置可用以紧固断开胸板的第一及第二部分。

在本发明的实施例中，本发明的装置及方法可将一或多个传感器安装、嵌入或连接到系统，例如但不限于：温度传感器、化学传感器、压力传感器、内部损伤传感器、心跳传感器、血流量传感器及其类似者、或其组合。传感器可连接到计算装置或可编程逻辑控制器、比例积分微分控制器。传感器及控制器的组合可用以监视及控制本发明的装置及方法

在本发明的实施例中，本发明的系统的一或多个零件或组件可连接及固定，或可拆卸及重新附接。可拆卸组件可使用以下装置来与其它组件中的一或多者附接或固定，例如但不限于螺纹、扭锁机构、磁力锁定、真空感应锁定、摩擦配合、卡扣配合或其任何组合。

在本发明的实施例中，本发明的组件可通过使用任何合适的方法来连接不布置，且可包含（但不限于）使用以下各项中的一或多者：焊接、粘合剂、铆接、紧固装置（例如但不限于螺钉、螺母、螺栓、钩子、夹钳、夹子、搭扣、钉子、插脚、环）。

附图详细描述：

根据本发明的示范性实施例，图1表示处于其开放配置的胸骨闭合装置的前视图，其中提供基本为C形的轴/支架（12），其为单个主体。此包括直线轴（12a）及分别在所述轴的任一端的一对曲线臂（12b、12c）。C形轴/支架（12）及直线轴（12a）提供对整个胸骨闭合装置的宽基座。爪形夹钳元件（14b、14c）通过枢转紧固机构（18）而耦合，C形轴/支架在其末端部分附近具有臂，其中在外部压力施加于角边缘的情况下爪形夹钳元件（14b、14c）的内角边（26）支撑或实现一枢转机构。每一爪形夹钳元件（14b、14c）的内部操作表面包括用于抓紧的脊状表面（22）。

根据本发明的示范性实施例，图2级图3表示处于其闭合配置的胸骨闭合装置的前视图，其中爪形夹钳元件（14b、14c）经定位而使得所述爪的凹面面对内部区域（16）。有爪曲线臂以齿状或尖的方式结束（24）。此外，每一爪形夹钳元件（14b、14c）的内部操作表面包括用于抓紧的脊状表面（22）。

根据本发明的示范性实施例，图4表示处于其开放配置的胸骨闭合装置的前视图，其中提供基本为C形的轴/支架（31），其为单个主体。此包括直线轴（31a）及分别在所述轴的任一端的一对曲线臂（31b、31c）。C形轴/支架（31）及直线轴（31a）提供对整个胸骨闭合装置的宽基座。爪形夹钳元件（33a、33b）以齿状或尖的方式（34）结束，且通过枢转紧固机构（32）而在其末端部分附近与C形轴/支架（31）的臂耦合，其爪形夹钳元件（33a、33b）的内角边（35）支撑枢转机构。

根据本发明的示范性实施例，图5表示胸骨闭合装置的前视图，其中提供基本为方形的轴（41），其为单个主体。此包括直线轴（41a）及分别在所述轴的任一端的一对方形臂（41b、41c）。C形轴/支架（41）及直线轴（41a）提供对整个胸骨闭合装置的宽基座。爪形夹钳元件（43a、43b）通过枢转紧固机构（42）而在其末端部分附近与方形轴（41）的臂耦合，其中爪形夹钳元件（43a、43b）的内角边（46）支撑枢转机构。爪形夹钳元件（43a、43b）以齿状或尖的方式（45）结束，其中每一爪形夹钳元件（43a、43b）的内部操作表面包括用于抓紧的脊状表面（44a, 44b）。

根据本发明的示范性实施例，图6表示C形轴（51）及直线轴（51a）的等角视图，其中C形轴（51）与直线轴（51a）一起滑动进出或移动，彼此连续接触以获得可变长度。

根据本发明的示范性实施例，图7表示锁定布置（61）的俯视图，其中锁定布置安装在C形轴的顶部表面上。锁定布置实现胸骨闭合装置的锁定或解锁。

根据本发明的示范性实施例，图8表示固持器（71）的前视图，其中固持器（71）用以放置或紧固胸骨闭合装置。

根据本发明的示范性实施例，图9在视图表示用于单个胸板的多个胸骨闭合装置，其中所述胸骨闭合装（81）用以紧固断开胸板（82）的第一及第二部分。

术语“胸骨闭合装置”及“胸骨闭合及肋骨合拢器装置”可替代地用于本发明的目的。

本文所使用的术语是仅用于描述特定实施例的目的，且并不意图限制本发明。如本文所使用，单数形式“一”及“所述”意图也包含复数形式，除非上下文另外明确指示。将进一步理解，术语“包括”在用于本说明书中时指定所述特征、整数、步骤、操作、元件及/或组件的存在，但不妨碍或排除一或多个其它特征、整数、步骤、操作、元件、组件及/或其群组的存在或添加。

虽然本详细描述已揭示本发明的某些特定实施例用于说明性目的，但所属领域的技术人员将显而易见各种修改并不构成偏离如随附权利要求书中界定的本发明的精神及范围，且将清楚地理解，先前描述事物将被仅解释为本发明的说明性而非限制性。

Claims (10)

1.一种胸骨闭合及肋骨合拢器装置，其包括：

a)C形轴/支架(12)，包括：直线轴(12a)及一对曲线臂(12b和12c)；

b)一对爪形夹钳元件(14b和14c)；以及

c)枢转紧固机构(18)，其将所述一对爪形夹钳元件(14b和14c)枢转耦合到所述C形轴/支架(12)上；

其中所述胸骨闭合及肋骨合拢器装置用于接合胸板及肋骨的断开及断裂的部分；以及

其中包括所述直线轴(12a)及所述一对曲线臂(12b和12c)的所述C形轴/支架(12)为单个主体，并且其中所述C形轴/支架提供用于附接到胸板的所述断开及断裂部分的宽基座；以及

其中所述一对爪形夹钳元件(14b和14c)的内部操作表面包括凹形内部区域，所述凹形内部区域面向由所述C形轴/支架(12)的所述一对曲线臂(12b和12c)确定的内部区域，用于抓紧所述胸板的断开及断裂的部分。

2.根据权利要求1所述的胸骨闭合及肋骨合拢器装置，其中所述C形轴/支架与直线轴一起滑动进出或移动，以使得彼此具有连续接触以获得可变长度。

3.根据权利要求1所述的胸骨闭合及肋骨合拢器装置，其中所述枢转紧固机构(18)使得所述爪形夹钳元件朝向彼此或远离彼此进行角度位移。

4.根据权利要求1所述的胸骨闭合及肋骨合拢器装置，其中所述一对爪形夹钳元件的末端部分至少包括尖的形状。

5.根据权利要求1所述的胸骨闭合及肋骨合拢器装置，其中所述一对爪形夹钳元件的所述内部操作表面具有至少用于抓紧的脊状表面。

6.根据权利要求1所述的胸骨闭合及肋骨合拢器装置，其中所述装置进一步包括锁定布置(61)，所述锁定布置(61)安装在所述C形轴(12)的顶部表面上，以实现所述装置的锁定和解锁。

7.根据权利要求1-6中任一权利要求所述的胸骨闭合及肋骨合拢器装置，其中所述装置的一或多个零件或组件由选自以下群组的合适的生物相容性材料制成，包括不锈钢、钛、铁、钴、镍、钽、锆、银、金、钴铬合金、钛合金、硅橡胶、丙烯酸树脂、聚氨酯、聚丙烯、聚乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、尼龙、聚卡普隆、聚二氧环己酮、陶瓷、聚乳酸、聚乙醇酸、聚(羟基丁酸)、聚(丙交酯-共-(ε-己內酯-))、聚(乙交酯-共-(ε-己內酯))、聚碳酸脂、聚(伪氨基酸)、聚(氨基酸)、聚(羟基烷酸酯)、聚酸酐及其任何组合。

8.根据权利要求1-6中任一权利要求所述的胸骨闭合及肋骨合拢器装置，其中所述装置的零件或组件涂有涂层材料。

9.根据权利要求1-6中任一权利要求所述的胸骨闭合及肋骨合拢器装置，其中所述一对爪形夹钳元件的内角边支撑枢转机构。

10.一种组装胸骨闭合及肋骨合拢器装置的方法，所述方法包括以下步骤：

a)提供一C形轴/支架，其包括至少一个直线轴及在所述直线轴的任一端的一对曲线臂，其中所述C形轴/支架及所述直线轴提供对所述胸骨闭合及肋骨合拢器装置的宽基座；其中所述C形轴/支架及所述直线轴滑动到另一者中以便获得可变长度；

b)通过枢转紧固机构将一对爪形夹钳元件与所述一对曲线臂耦合，其中所述一对爪形夹钳元件的内部操作表面包括一用于抓紧断开的胸板部分的表面；及其中所述一对曲线臂以至少齿状或尖的方式结束。